Ситуационные задачи 1000 (стр. 24 )

Для обоснования ответа вспомните:

1. Что такое унификация моносахаридов?

2. Объясните, почему клинические симптомы галактоземии появляются при приеме молока и молочных продуктов?

3. Почему у больного развивается катаракта?

Ответ:При недостаточности галактокиназы накапливается галактоза. При недостаточности галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы накапливается галактозо-1-фосфат. Он является более токсичным.

507.  Адреналин стимулирует процесс гликогенолиза в мышцах. Как это отразится на концентрации глюкозы в крови?

Для ответа:

Вспомните, что такое гликогенолиз?

Напишите схему данного процесса.

Какой продукт гликогенолиза накапливается в крови?

Каковы пути его использования?

Ответ:Образовавшийся в результате активации гликогенолиза в мышцах лактат поступает в печень и участвует в процессе ГНГ. Активация ГНГ в печени является дополнительным источником глюкозы в крови.

508.  Введение животным адреналина вызывает гипергликемию. Почему это не наблюдается у животных с удаленной печенью? Почему неэффективно введение лактата, пирувата и галактозы в этом случае?

Для обоснования ответа:

1. Вспомните, какова роль печени в обмене углеводов?

2. Объясните гипергликемический эффект адреналина.

Ответ:Гипергликемия объясняется тем, что в печени протекают процессы, являющиеся источником глюкозы для крови (распад гликогена и ГНГ), которые стимулируются адреналином.

У животных, лишенных печени, эти процессы не происходят, как и процесс унификации галактозы.

509.  Янтарная, яблочная, лимонная кислоты могут служить предшественниками глюкозы. Сколько АТФ затрачивается на синтез 1 молекулы глюкозы в каждом случае?

Для выполнения расчетов:

1. Укажите, метаболитами какого процесса являются перечисленные кислоты?

2. Напишите схему превращения этих кислот в глюкозу.

Ответ:Могут, так как все они превращаются в оксалоацетат – субстрат глюконеогенеза. Во всех случаях будет затрачено по 4 АТФ и по 2 молекулы каждой из кислот. Однако если учесть количество АТФ, образующегося при окислении этих кислот до оксалоацетата при сопряжении дегидрогеназных реакций цикла Кребса с дыхательной цепью, тогда во всех случаях будет выделяться АТФ, а не затрачиваться.

510.  Описано два типа заболеваний. Для одного характерен дефект фосфорилазы мышц, для другого - печени. Назовите признаки этих заболеваний. Как изменится концентрация лактата в крови после физической нагрузки? Какова реакция больных на введение глюкагона?

Для ответа:

1. Вспомните, в каком процессе участвует фосфорилаза?

2. Напишите схему процесса. Чем различаются эти процессы в печени и мышцах?

3. В каком случае физическая нагрузка сопровождается гиперлактатемией?

4. Что такое глюкагон? Его участие в регуляции углеводного обмена.

Ответ:При дефекте фосфорилазы мышц будет наблюдаться мышечная слабость. При дефекте фосфорилазы печени будут увеличены размеры этого органа, наблюдается гипогликемия. Концентрация лактата после физической нагрузки не изменится. Введение глюкагона вызовет гипергликемию за счет стимуляции глюконеогенеза.

511.  Один спортсмен пробежал дистанцию 100 м, а другой – 5000 м. У которого из них будет выше содержание молочной кислоты в крови и почему?

Для обоснования ответа вспомните:

1.Продуктом какого процесса является молочная кислота?

2. В каких условиях происходит окисление глюкозы в мышцах у первого и второго спортсмена?

3. Чем отличается энергетический выход при этих процессах?

Ответ:У спортсмена, пробежавшего 100 м, содержание молочной кислоты в крови будет выше, чем у бегуна на длинные дистанции, так как в этом случае спортсмен получает энергию за счет гликолиза, конечным продуктом которого является лактат.

512.  При добавлении АТФ к гомогенату мышечной ткани снизилась скорость гликолиза. Концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата увеличилась, а концентрация всех других метаболитов при этом снизилась. Укажите фермент, активность которого снижается при добавлении АТФ.

Для ответа вспомните:

1. Что такое гликолиз?

2. Почему при добавлении АТФ увеличивается концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата?

3. Почему снижается концентрация остальных метаболитов?

Ответ:АТФ является аллостерическим ингибитором фосфофруктокиназы – ключевого (лимитирующего) фермента гликолиза. Поэтому повышается концентрация метаболитов предшествующих реакций и снижается количество метаболитов последующих реакций.

513.  Синтез глюкозы – это процесс, требующий затраты энергии. Рассчитайте энергетический выход окисления сахарозы до углекислого газа и воды. Сколько АТФ при этом образуется?

Для расчета вспомните:

1. Что такое сахароза?

2. Каким превращениям в организме подвергается сахароза?

3. Напишите схему превращений.

Ответ:76 молекул АТФ.

514.  Сколько молекул АТФ нужно затратить на синтез 10 молекул глюкозы из пирувата?

Для расчета:

1. Вспомните, как называется процесс синтеза глюкозы?

2. Напишите схему процесса синтеза глюкозы из пирувата.

3. Какие реакции идут с участием АТФ?

Ответ:60 молекул АТФ.

515.  Глюкозу, меченную 14С по 6-му углеродному атому, добавили в раствор, содержащий ферменты и кофакторы окислительной части пентозофосфатного пути. Какова судьба радиоактивной метки?

Для ответа вспомните:

1. Что такое пентозофосфатный путь?

2. Какие этапы выделяют в пентозофосфатном пути?

3. Напишите схему окислительной части этого процесса.

Ответ:Метка будет находиться на 5-ом атоме углерода в рибозо-5-фосфате.

516.  В эксперименте изучали превращение глюкозы в рибозо-5-фосфат окислительным путем. В качестве субстрата использовали глюкозу, меченую по 1-му атому углерода. Будет ли метка обнаруживаться в пентозе? В каком органе - печени или мышцах скорость включения метки будет выше?

Для ответа вспомните:

1. Что такое пентозофосфатный путь?

2. Какие этапы выделяют в пентозофосфатном пути?

3. Напишите схему окислительной части этого процесса.

Ответ:Нет, не будет, так как меченый атом 14С был удален в составе СО2в результате декарбоксилирования 6-фосфоглюконовой кислоты.

517.  Многие патогенные микроорганизмы (возбудители гнойных инфекций, газовой гангрены) содержат фермент гиалуронидазу, которая способствует внедрению этих микроорганизмов в ткани, а также возникновению и распространению патологического процесса. Почему это происходит?

Для ответа:

1.Назовите субстрат гиалуронидазы.

2. Вспомните локализацию гиалуронидазы в ткани?

3. Какую роль играет гиалуронидаза в распространении патологического процесса?

Ответ:Гиалуроновая кислота является основным межклеточным веществом. Ее молекулы в виде геля являются своеобразным фильтром, задерживающим микробные и иные крупные частицы, попадающие в организм. Гиалуронидаза микроорганизмов разрушает гиалуроновую кислоту, что позволяет микроорганизмам проникать в кровеносное русло и межклеточное пространство.

518.  Часть лактата, поступающего в печень при физической работе, превращается в глюкозу (глюконеогенез), а часть - сгорает до углекислого газа и воды, чтобы обеспечить глюконеогенез энергией. Каково соотношение между этими частями лактата?

Для ответа вспомните:

1. Что такое глюконеогенез?

2. Каковы энергетические затраты глюконеогенеза?

3. Напишите схему окисления лактата до углекислого газа и воды? Сколько АТФ при этом образуется?

Ответ:Из 7 молекул лактата 6 молекул идут в ГНГ на образование 3 молекул глюкозы (18 АТФ), а 1 молекула лактата окисляется до CO2 и Н2О, чтобы обеспечить энергетические затраты ГНГ.

519.  Сколько молекул АТФ можно синтезировать за счет энергии окисления I молекулы глюкозы до CO2 и Н2О при следующих условиях:

а) функционируют все элементы дыхательной цепи; б) заблокирована НАДН-дегидрогеназа; в) разрушены митохондрии.

Для выполнения расчетов:

1. Напишите схему превращения глюкозы до углекислого газа и воды.

2. Вспомните, что такое дыхательная цепь? Её значение и локализация?

3. Укажите роль НАДН-дегидрогеназы.

Ответ:а) если функционируют все элементы дыхательной цепи - 38 АТФ; б) если заблокирована НАДН-дегидрогеназа - 8 АТФ; в) если разрушены митохондрии - 2 АТФ за счет гликолиза.

520.  В белых скелетных мышцах почти весь АТФ, необходимый для мышечного сокращения, образуется в анаэробном гликолизе. Смогла бы мышца напряженно работать, то есть генерировать АТФ с большой скоростью, если бы в ней отсутствовала лактатдегидрогеназа?

Для ответа:

1. Вспомните, что такое гликолиз?

2. Напишите реакции главного этапа гликолиза.

3. Объясните, почему возможно образование АТФ в отсутствии кислорода?

Ответ:Нет, мышца не может работать в отсутствии лактатдегидрогеназы, так как этот фермент обеспечивает поступление НАД+ в 1-ую реакцию второго этапа гликолиза (гликолитическая оксидоредукция).

521.  В гипоэнергетическом состоянии клетка начинает использовать НАДФН в качестве источника энергии. Сколько АТФ образуется при окислении 1 молекулы глюкозо-6-фосфата до рибозо-5-фосфата в аэробных условиях?

Для ответа:

1. Назовите процесс, в котором происходит восстановление НАДФН.

2. Напишите схему окисления глюкозо-6-фосфата до рибозо-5-фосфата.

3. Укажите фермент, необходимый для передачи водорода от НАДФН в дыхательную цепь?

Ответ:В результате трансгидрогеназной реакции водороды с НАДФН переходят на НАД+. Восстановленный НАДН поступает в дыхательную цепь, где служит источником энергии для синтеза 3 молекул АТФ. Поскольку в окислительной стадии ПФП образуется 2 молекулы НАДФН, энергетический выход составит 6 молекул АТФ.

522.  К раствору, содержащему сахарозу и крахмал, добавили ферменты, выделенные из слизистой оболочки кишечника. Напишите реакцию, которая может произойти в данном опыте. Укажите фермент.

Для ответа вспомните:

1. Какие ферменты вырабатываются слизистой оболочкой тонкого кишечника?

2. К какому классу и подклассу ферментов они относятся?

3. Какова их специфичность?

Ответ:Сахароза под действием фермента сахаразы гидролизуется до глюкозы и фруктозы.

523.  В эксперименте к раствору, содержащему сахарозу, лактозу и крахмал, добавили сок поджелудочной железы и проинкубировали при температуре 37оС. Назовите, какие из перечисленных веществ подвергаются действию ферментовподжелудочной железы.